Question

14．研究NO_x、SO₂、CO等大氣污染氣體的處理方法具有重要意義．
（1）氮氧化物是造成光化學煙霧和臭氧層損耗的主要氣體．
已知：用CO（g）還原NO₂（g）的能量轉化關系如圖所示．若用標準狀況下 22.4LCO，還原NO₂至N₂（CO完全反應）的整個過程中，轉移電子的物質(zhì)的量為2mol，放出的熱量為0.25a kJ（用含有a的代數(shù)式表示）．
（2）用CH₄催化還原NO_x也可以消除氮氧化物的污染．例如：
①CH₄（g）+4NO₂（g）═4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574kJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO （g）═2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1molCH₄還原NO₂至N₂和液態(tài)水，整個過程中放出的熱量為867kJ，則△H₂=-1160KJ/mol．

Answer 1

分析 （1）發(fā)生反應：4CO+2NO₂=N₂+4CO₂，計算CO物質(zhì)的量，根據(jù)C元素化合價變化計算轉移電子；由圖可知4mol CO反應時放出熱量為a kJ，進而計算放出熱量；
（2）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1mol CH₄還原NO₂至N₂和液態(tài)水，整個過程中放出的熱量為867KJ，（①+②）×$\frac{1}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867KJ•mol^-1．

解答 解：（1）發(fā)生反應：4CO+2NO₂=N₂+4CO₂，CO物質(zhì)的量為$\frac{22.4L}{22.4L/mol}$=1mol，根據(jù)C元素化合價變化可知轉移電子為1mol×2=2mol；由圖可知4mol CO反應時放出熱量為a kJ，則1mol CO反應放出的熱量為a kJ×$\frac{1mol}{4mol}$=0.25a kJ，
故答案為：2；0.25a；
（2）已知：①CH₄（g）+4NO₂（g）=4NO（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₁=-574KJ•mol^-1
②CH₄（g）+4NO（g）=2N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H₂
若1mol CH₄還原NO₂至N₂和液態(tài)水，整個過程中放出的熱量為867KJ，（①+②）×$\frac{1}{2}$可得：CH₄（g）+2NO₂（g）=N₂（g）+CO₂（g）+2H₂O（g）△H=-867KJ•mol^-1，解得△H₂=-1160KJ/mol，
故答案為：-1160KJ/mol．

點評 本題綜合考查了化學反應與能量變化，為高頻考點，側重考查學生的分析能力和計算能力，題目難度不大，注意把握圖象中反應物的總能量與生成物的總能量的關系以及蓋斯定律的應用．